专题 磁场中的复杂计算-讲义.docVIP

简单学习网课程讲义 学科：物理 专题： 磁场中的复杂计算 主讲教师：徐建烽 北京市物理高级教师 北京市海淀区上地东路1号盈创动力大厦E座702B 免费咨询电话 4008-110-818 总机：010题一 题面：如图所示，PR是一长为L = 0.64 m的绝缘平板，固定在水平地面上，挡板R固定在平板的右端。整个空间有一个平行于PR的匀强电场E，在板的右半部分有一垂直于纸面向里的匀强磁场，磁场的宽度d=0.32 m一个质量m=0.50×10-3 kg、带电荷量为q=5.0×10-2 C的小物体，从板的P端由静止开始向右做匀加速运动，从D点进入磁场后恰能做匀速直线运动。当物体碰到挡板R后被弹回，若在碰撞瞬间撤去电场（不计撤去电场对原磁场的影响），物体返回时在磁场中仍匀速运动，离开磁场后做减速运动，停在C点，PC=L/4。若物体与平板间的动摩擦因数μ = 0.20，g取10 m/s2。 判断电场的方向及物体带正电还是带正电； 求磁感应强度B的大小； 求物体与挡板碰撞过程中损失的机械能。如图所示，可视为质点的三物块A、B、C放在倾角为30 °、长L = 2 m的固定斜面上，物块与斜面间的动摩擦因数μ = 7 / 80，A与B紧靠在一起，C紧靠在固定挡板上，三物块的质量分别为m A ＝0.8 kg、m B ＝0.64 kg、m C ＝ 0.50 kg，其中A不带电，B、C的带电量分别为q B ＝＋4.0×10 – 5 C、q C ＝＋2.0×10 – 5C且保持不变，开始时三个物块均能保持静止且与斜面间均无摩擦力作用如果选定两点电荷在相距无穷远处的电势能为0，则相距为r时，两点电荷具有的电势能可表示为．现给A施加一平行于斜面向上的力F，使A在斜面上作加速度a＝1.5m/s2的匀加速直线运动，经过时间t 0 ，力F变为恒力，当A运动到斜面顶端时撤去力F已知静电力常量k ＝ 9.0 ×10 9 N·m2C2，g＝10 m/s2．求： （1）未施加力F时物块B、C间的距离； （2）t 0 时间内A上滑的距离； （3）t 0 时间内库仑力做的功； （4）力F对A物块做的总功如图所示，匀强电场方向竖直向上，A、B是两个形状相同的金属小滑块，B滑块的质量是A滑块质量的4倍，B滑块不带电，放在水平台面的边缘；已知A滑块带正电荷，与台面间的动摩擦因数μ= 0.4．开始时，A滑块在台面上恰好能匀速运动，速度大小为v 0 = 5 m/s，之后与B滑块发生正碰，碰后B滑块落到地面上，落地时的动能等于它在下落过程中减少的重力势能．设碰撞时间极短，碰后总电荷量没有损失且平分，A滑块还在桌面上，且两滑块始终在电场中，不计A、B间的库仑力．已知台面绝缘，足够大，其高度h = 1.6 m，g取10 m/s2，则碰撞后A滑块还能运动多长时间？ 题三 题面：如图，与水平面成37 ° 倾斜轨道AB，其沿长线在 C 点与半圆轨道CD（轨道半径R = 1m）相切，全部轨道为绝缘材料制成且放在竖直面内。整个空间存在水平向左的匀强电场，MN的右侧存在垂直纸面向里的匀强磁场。一个质量为0.4kg的带电小球沿斜面AB下滑，至B点时速度为，小球在BC 段对轨道无压力，着沿直线BC，运动到达 C 处进入半圆轨道，小球刚好能到达D点，已知进入时无动能损失，不计空气阻力，g＝10 m/s2，cos 37 ° ＝0.8，求： （1）小球带何种电荷（2）小球在半圆轨道部分克服摩擦力所做的功。 题一答案：（1）向左，负电 0.125 T （3）4.8×10 – 4 J 课后拓展练习 题一答案：（1）1 m （2）0.2 m （3）1.2 J （4）6.05 J 详解：（1）A、B、C处于静止状态时，设B、C间距离为L1，则C对B的库仑斥力 以A、B为研究对象，根据力的平衡 F0 =（m A + m B ）gsin30°． 联立解得 L 1 = 1.0 m （2）给A施加力F后， A、B沿斜面向上做匀加速直线运动，C对B的库仑斥力逐渐减小，A、B之间的弹力也逐渐减小．经过时间t 0 ，B、C间距离设为L 2 ，A、B两者间弹力减小到零，此后两者分离，力F变为恒力．则t 0 时刻C对B的库仑斥力为 ① 以B为研究对象，由牛顿第二定律有 ② 联立①②解得 L 2 = 1.2 m，　则t 0 时间内A上滑的距离 （3）设t 0 时间内库仑力做的功为W 0 ，由功能关系有　　 代入数据解得W 0 = 1.2 J ③ （4）设在t 0 时间内，末速度为v 1 ，力F对A物块做的功为W 1 ，由动能定理有 ④　　　 而 WG=